LeetCode 0141. 环形链表 - 三种方法解决

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篇首语:本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理,主要介绍了LeetCode 0141. 环形链表 - 三种方法解决相关的知识,希望对你有一定的参考价值。

【LetMeFly】三种方法解决:141.环形链表

力扣题目链接:https://leetcode.cn/problems/linked-list-cycle/

给你一个链表的头节点 head ,判断链表中是否有环。

如果链表中有某个节点,可以通过连续跟踪 next 指针再次到达,则链表中存在环。 为了表示给定链表中的环,评测系统内部使用整数 pos 来表示链表尾连接到链表中的位置(索引从 0 开始)。注意:pos 不作为参数进行传递 。仅仅是为了标识链表的实际情况。

如果链表中存在环 ,则返回 true 。 否则,返回 false

 

示例 1:

输入:head = [3,2,0,-4], pos = 1
输出:true
解释:链表中有一个环,其尾部连接到第二个节点。

示例 2:

输入:head = [1,2], pos = 0
输出:true
解释:链表中有一个环,其尾部连接到第一个节点。

示例 3:

输入:head = [1], pos = -1
输出:false
解释:链表中没有环。

 

提示:

  • 链表中节点的数目范围是 [0, 104]
  • -105 <= Node.val <= 105
  • pos-1 或者链表中的一个 有效索引

 

进阶:你能用 O(1)(即,常量)内存解决此问题吗?

方法一:哈希表

原理很简单,遍历链表,用哈希表记录遍历过的节点。

遍历过程中,如果发现某个节点已经存在于哈希表中了,就说明这个节点遍历过了,也就是说有环

一旦遍历到了“next为空”的某个节点,就说明这个节点是链表的最后一个节点,也就是说无环

  • 时间复杂度 O ( n ) O(n) O(n),其中 n n n是链表中节点的个数。C++中若使用unordered_set,则插入和判断是否存在的复杂度都为 O ( 1 ) O(1) O(1)
  • 空间复杂度 O ( n ) O(n) O(n)

AC代码

C++

class Solution 
public:
    bool hasCycle(ListNode *head) 
        unordered_set<ListNode*> se;
        while (head) 
            if (se.count(head))
                return true;
            se.insert(head);
            head = head->next;
        
        return false;
    
;

方法二:快慢指针

道理也不难,用两个指针,初始位置都指向链表头节点。

每次快指针向后移动两个节点,慢指针向后移动一个节点。

如果快指针移动到了链表尾部,就说明链表无环

如果快慢指针相遇了,就说明链表有环

**注意:**若有环,则快慢指针一定会相遇。因为快指针一定比慢指针提前进入到环中,等慢指针也进入环中后,快指针一定会追上满指针(因为速度是慢指针的两倍),并且一定不会不相遇而直接跳过去(慢指针移动前的旧位置和移动后的新位置共 2 2 2个节点,快指针一次前进 2 2 2个节点,必定踩上一个)

  • 时间复杂度 O ( n ) O(n) O(n),其中 n n n是链表中节点的个数。慢指针的速度是快指针的一半,快指针会在两圈内追上慢指针
  • 空间复杂度 O ( 1 ) O(1) O(1)

AC代码

C++

class Solution 
public:
    bool hasCycle(ListNode *head) 
        if (!head)
            return false;
        ListNode *fast = head, *slow = head;
        do 
            if (!fast->next || !fast->next->next)   // 走到尾了
                return false;
            
            fast = fast->next->next;
            slow = slow->next;
         while (fast != slow);
        return fast == slow;
    
;

方法三:为了过题而过题

这个方法不实用,但是能够用简短的代码通过该题。

题目说了链表长度最多为 1 0 4 10^4 104,因此我们可以遍历链表的同时计数,如果节点个数超过了 1 0 4 10^4 104,就说明有节点遍历了不只一次,即说明链表中有环。

  • 时间复杂度 O ( n ∨ C ) O(n \\vee C) O(nC),其中 n n n是链表中节点的个数。 C C C是链表中节点的最大数目(本题为 1 0 4 10^4 104
  • 空间复杂度 O ( 1 ) O(1) O(1)

AC代码

C++

class Solution 
public:
    bool hasCycle(ListNode *head) 
        int count = 0;
        while (head) 
            count++;
            if (count > 10000)
                return true;
            head = head->next;
        
        return false;
    
;

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